雙方的謀士都為之謀劃。因袁紹剛愎自用、心胸狹窄、任人為親，謀士許攸進諫受阻，憤而投降曹操，向曹操透露了袁方軍情，最主要的是暴露了袁紹在烏巢（今河南延津東南）的儲糧據點。相反，曹操能虛心聽取謀士意見。荀彧認為，曹軍如果用正常的戰爭思路，麵臨的是以弱敵強，此時退兵，必定給對手以可乘之機；反之，袁軍自恃人眾，輕敵大意，內部不和，相持得越久，內部的分化就會越厲害，必將有變，此時便可出奇製勝。曹操根據許攸情報、荀彧分析，便派兵襲擊並燒毀袁紹的軍糧車；又親自帶領精銳5000人，奔襲袁軍烏巢的儲糧地，全殲當地袁軍，燒毀全部囤糧。軍糧被燒的消息傳開後，袁方軍心動搖。曹軍全線出擊，袁方潰不成軍。此次戰役攻殺袁軍約7萬人，袁紹父子僅存800餘騎兵逃回。
官渡之戰是我國曆史上少有的以少勝多的大戰之一，這場戰役以曹操的大獲群勝而終。北方的割據格局發生了重大變化，華北逐漸由原來的群雄分割狀態開始走向地區性統一，這種局部的統一為整體的統一做好了前期準備，符合廣大人民意願。官渡之戰後，袁紹主力被消滅，從此一蹶不振，袁紹自己也憂憤而死。他兩個兒子袁譚和袁尚並未忍辱負重，重振旗鼓，而是兄弟之間相互爭鬥，發生內訌。曹操乘勝追擊，利用這個有利時機繼續打擊袁紹的殘留部隊，先後攻下鄴城，殺死袁譚，驅逐袁尚，自此基本上占據了袁紹以前的勢力範圍。
建安十二年（公元207），曹操派兵從盧龍塞出發，大破北界經常侵擾自己後方的烏桓，收降烏桓和漢人20餘萬口，於軍事上鞏固了自己後方，避免了以後南北兩線作戰，基本上統一黃河流域和北方地區，確定了他在北方的勢力，三國中一極逐漸形成。曹操為增強自己實力，經濟上，在北方開始恢複生產，實行屯田製，積蓄國力，為進一步統一南方做好後勤工作，同時也得到百姓認可，贏得北方民心；政治上，得到廣大中小地主階級擁護，並“挾天子以令諸侯”，政治地位不斷上升並鞏固。北方的異己勢力逐一被鏟除後，曹操開始把目光投向更廣闊的南方各地。建安十三年（公元208），曹操親自帶領20萬兵力南下，當時號稱80萬，開始攻打荊州。江夏太守劉表剛死，他的次子劉琮繼承荊州地盤。此人麵對來勢洶洶的曹軍，主動投降。荊州地盤主要的抵抗力量，有劉表的長子劉琦和樊城的劉備。這兩股微弱的力量怎能擋住曹軍強大的攻勢？劉備在長阪被曹軍擊潰後，百般無奈之下，派軍師諸葛亮到江東說服孫權聯合抗曹。
劉備（公元161—公元223，字玄德）是涿縣（今屬河北）人，漢景帝之子中山靖王劉勝後裔，漢朝遠支宗室，早年過著平凡的日子，與母販鞋織席為生。桃園三結義後，擁有了兩位得力的兄弟——關羽和張飛，在日後的大事中成為左膀右臂。他在鎮壓黃巾起義時開始嶄露頭角，與公孫瓚師事盧植，打敗袁術。在後來的軍閥混戰中，他也開始擁有部分武裝力量，但勢力很小，隻能依靠強大的軍閥，曹操就是他曾投靠過的主。在曹營時，兩人煮酒論英雄，得知曹操將自己視為將來的勁敵，馬上離曹而去。官渡之戰後他又投靠劉表，先是被派駐新野，後移駐樊城。他在樊城一麵招兵買馬、訓練士卒，一麵搜尋人才，為以後成就大事作好準備；其中就有廣為流傳的三顧茅廬，將隱居隆中（今湖北襄陽西）的諸葛亮請出山，作為自己的主要謀士。諸葛亮（公元181—公元234，字孔明），琅琊陽都（今山東沂南）人，自比管仲、樂毅，時人稱為“臥龍”，在《隆中對》中精辟、深遠地為劉備提出了聯孫抗曹、向益州發展、逐步複興漢室的方向以及應該采取的戰略和策略。
孫權（公元182—公元252，字仲謀，吳郡富春即今浙江富陽人），孫堅次子、孫策弟。孫堅曾因鎮壓黃巾起義有功，升為長沙太守；在軍閥混戰中追隨袁術，後被劉表部將黃祖所殺。長子孫策代領武裝力量，開始向江東方向發展。孫策死後，由弟弟孫權襲領舊部，經過一段時間苦心經營，勢力漸強，雄踞東南。劉備與曹軍戰鬥激烈之際，孫權收到在江陵的曹操要“會獵於吳”的挑戰書信，連忙召集眾文武大臣商議。大臣們主戰和主和的雙方各執己見，一時難以斷決。諸葛亮奉劉備之命，來到江東說服孫權共同抵抗曹操。諸葛亮舌戰群儒後，堅定了孫權抗曹的決心。孫劉聯軍組建後，由“雄姿英發”的周瑜擔任聯軍前敵總指揮。
曹軍與孫劉聯軍在赤壁（今屬湖北）隔長江對峙。由於曹軍基本上是北方人，不習水戰，曹操決定將所有戰艦首位相連來解決這個問題。這給孫劉聯軍以機會，老將黃蓋承受苦肉計，以騙取曹操信任。當萬事具備，東風也來了時，黃蓋率領載有膏油幹柴的數十艘蒙衝鬥艦向曹營駛去。當船離曹營不遠時，黃蓋命令將船點燃，自己率部眾乘坐隨帶的小船，數十艘蒙衝鬥艦猶如火龍直衝曹營。曹軍首尾相連的船艦當即著火，霎那間“檣櫓灰飛煙滅”，曹軍大亂，丟盔棄甲，四處逃竄，相互踩踏，人馬被燒和溺死者甚眾。周瑜又指揮聯軍水陸並進，乘勝追擊。可惜關羽念曹操當年對他的恩情，將慌不擇路、狼狽不堪的曹操及其殘部從華容道放走。此役史稱赤壁之戰，也是曆史上一場以少勝多的著名戰役，它印證了“人心齊，泰山移”的俗話。數量上，曹軍確實占有明顯優勢，可是其中很多都是剛剛收編的荊州降眾，心懷猶豫，不肯用命，軍心不一；而其主力又多是北方人，不習水戰，且長途跋涉，遠來疲憊，水土不服，很多士兵發生病變死亡，戰鬥力大減；曹操本人又麻痹大意，傲慢自負，屢中聯軍謀士之計；急於求成，連鎖戰船，這種就短避長的做法給了對方以可乘之機。赤壁之戰後，三國鼎立的局麵基本形成。
此後，劉備趁周瑜與曹仁江陵戰役之際，無暇顧及南部，率先拿下長沙、桂陽、武陵、零陵四郡。公元209年，曹仁撤回北方後，孫權命周瑜為南郡太守，大將程普為江夏太守，分別坐鎮江陵和沙羨。事後周瑜又將南郡長江以南的地盤割讓給劉備，孫權還將妹妹嫁給劉備，這一年，劉備既得江山又得美人。公元210年，劉備向孫權借用荊州，理由是自己南方四郡太小，容不下人馬。周瑜得到消息後，馬上發信給孫權，堅決反對此事。英雄所見略同，和曹操一樣，周瑜也看出了劉備的梟雄之相，他既有兩個神勇無比的兄弟，又有諸葛孔明謀劃，野心不小。他希望孫權抓住這次機會，扣留劉備，以絕後患。冥冥之中自有天意，英雄氣短，周瑜此時身患重病，不久死去，程普接替其南郡太守一職，魯肅則接管周瑜之軍。而劉備與魯肅關係不錯。與周瑜主張相反，魯肅力勸孫權將荊州之地借予劉備，孫權也表示同意。這樣一來一去，劉備的實力不斷增強，孫權卻損將少地。雙方的實力由赤壁之戰初期的大相懸殊，現在卻日趨接近。劉備和其祖上劉邦一個德行，都是屬於流氓型，借人家的就不還；還讓自己最厲害的親信關雲長鎮守荊州。因為荊州軍事戰略地位相當重要，水陸樞紐，東西南北必經之地，不容半點閃失，可最後還是讓關羽大意而失。
曹操回到北方後，再也沒有大規模南下進攻孫權和劉備，進一步在北方恢複生產，推廣農業技術，改革賦稅製度，唯才是舉，知人善任，抑製兼並，加強集權，積蓄力量，等待時機。孫權則盡力發展自己在江東的地盤，占領山越地區，多次進兵嶺南，公元230年還曾派衛溫至夷洲（今台灣），發展經濟，推行屯田，興修水利，不斷增強自己實力。劉備依諸葛亮之計，往長江上遊的益州地區發展，於天府之國勵精圖治，賞罰分明，務農殖穀，發展經濟，並在其周圍擴展地盤，搞好少數民族關係；諸葛亮還創製木牛流馬，革新連弩。公元215年前後，劉備與孫權為荊州而開戰，曹操趁機出兵攻占漢中，直接威脅著劉備的蜀地。劉備與孫權和解，回兵漢中，擊潰曹軍，並斬殺曹操大將夏侯淵。公元219年，關羽進攻曹操的樊城，曹操遣使與東吳聯盟，孫權大將呂蒙也建議借機襲取江陵。於是孫曹兩軍夾擊，斬關羽於麥城。孫劉聯盟被徹底破壞，北方局勢得以緩和。